Способ измерения скорости насыщения доменных границ в одноосных пленках ферритов-гранатов и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G11C11/14 

Фиг.1

пульс) и против (2-й и 3-й импульсы) постоянного поля смещения , в результате чего в пленке образуется круговая область местоположений ЦМД. При этом в поле зрения поляризационного Микроскопа возникает контрастное световое пятно, радиус R которого определяется величиной скорости насыщения доменных границ V и длительностью Ј третьего импульсного поля. Скорость насыщения ДГ определяется

по формуле V (R - Ј 1C ъ , где d

начальный диаметр ЦМД. Устройство для измерения скорости насыщения ДГ ЦМД, основанное на поляризационном микроскопе 8, включает катутчку поля смещения 6 с источником 7 питания, три концентрических кольцевых проводника 1-3, расположенных на прозрачной диэлектрической подложке 4 и подключенных к синхронизированным между собой импульсным генераторам 9-11. Образец 5 располагают под концентрическими кольцевыми проводниками 1-3. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при измерении динамических параметров материалов с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД). Цель изобретения - упрощение способа измерения скорости насыщения доменных границ и упрощение устройства для измерения скорости доменных границ (ДГ). Способ основан на воздействии на пленку, помещенную в постоянное поле смещения стабилизирующего ЦМД, периодически повторяющейся (с частотой 50-1000 Гц) последовательности из трех синхронизированных импульсных полей смещения, направленных соответственно вдоль (1-й импульс) и против (2-й и 3-й импульсы) постоянного поля смещения, в результате чего в пленке образуется круговая область местоположений ЦМД. При этом в поле зрения поляризационного микроскопа возникает контрастное световое пятно, радиус R которого определяется величиной скорости насыщения доменных границ V и длительностью Τ₃ третьего импульсного поля. Скорость насыщения ДГ определяется по формуле V=(R-D/2)/Τ₃, где D - начальный диаметр ЦМД. Устройство для измерения скорости насыщения ДГ ЦМД, основанное на поляризационном микроскопе 8, включает катушку поля смещения 6 с источником 7 питания, три концентрических кольцевых проводника 1 - 3, расположенных на прозрачной диэлектрической подложке 4 и подключенных к синхронизированным между собой импульсным генераторам 9 - 11. Образец 5 располагают под концентрическими кольцевыми проводниками 1 - 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь- зовано при измерении динамических параметров материалов с иилиндриче- с{сими магнитными доменами (ЦМД) .

Целью изобретения является упрощение способа измерения скорости на- сыщения доменных границ и упрощение устройства для измерения скорости насышения доменных границ.

На Фиг. 1 показана блок-схема устройства; на Фиг. 2 - система коль- цевых концентрических проводниковых аппликаций (стрелками указано направление токов); на Фиг. 3 - последовательность синхронизированных им- пульсов полей смещения.

На пленку, помещенную в перпендикулярное ее плоскости постоянное магнитное поле смещения с напряженностью, соответствующей диапазону полей устойчивости ЦМД, воздействуют с перио- Дически повторяющейся частотой 50- 1000 Гц последовательностью из трех импульсных полей смещения, первое из которых, направленное вдоль постоянного поля смещения, переводит пленку в состояние насыщения, второе импульсное поле, направленное против постоянного поля смещения, вызывает зарождение одиночного ЦМД в выбранном месте пленки, третье импульсное поле, направленное также против постоянного поля смещения, расширяет указанный ЦМД, а максимальное расстояние, которое проходит доменная граница (ДГ) ЦМД, определяется скоро- стью насыщения ДГ и ДЛИТРЛЬНОСТЬЮ импульса.

Начальный диаметр ЦМД d определяют перед включением третьего импульсного магнитного поля, т.е. когда ам- . плитуда выходного сигнала генератора равна нулю. После измерения увеличивают амплитуду третьего импульсного поля смещения до величины, равной половине постоянного поля смещения. Затем увеличивают длительность импульса Ј3 до получения в поле зрения микроскопа пятна фиксированного радиуса R.

При периодическом повторении указанной последовательности из трех импульсных полей смешения в пленке возникает область возможных местоположений ЦМД, представляющая собой круговое пятно, радиус R которого равен максимальному расстоянию продвижения ДГ ЦМД от своего первоначального положения за время, равное длительности (э третьего импульса. Скорость насыщения ДГ ЦМД определяют по формуле

v,

R -

Р 2

С3

где

1 - начальный диаметр ЦМД перед расширением.

Устройство для определения скорости насыщения ДГ (фиг.1) содержит проводниковые кольцевые аппликации 1-3 круглого сечения, расположенные на прозрачной; диэлектрической подложке 4, исследуемую пленку 5 фер- рита-траната, катушку 6 подмагничи- вающего постоянного поля с источником 7 тока, поляризационный микроскоп 8, генератор 9 импульсов, подключенный к аппликации 1, генератор 10 импульсов, подключенный к аппликации 2, и генератор 11 импульсов, подключенчый к аппликации 3. Генераторы 10 и 1I синхронизированы по времени с генератором 9.

Система аппликаций 1-3 (Фиг.2) изображена в плоскости Z 0 с указанием стрелками направлений токов. Размеры аппликаций таковы: диаметр сечения проводников 10-20 мкм, диаметр внутренней аппликации 2 10- 20 мкм, диаметр аппликаций 1 и 3 около 300 мкм и несколько больше поля зрения микроскопа. Заштрихованный круг радиуса R отображает контрастно круговое пятно, возникающее в поле зрения при воздействии на пленку заданных магнитных полей.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую пленку 5 (фиг.1) осве щают поляризованным светом, и ее доменную сруктуру наблюдают в микроскопе 8. Током в катушке 6 создают перпендикулярное плоскости пленки постоянное магнитное поле смещения НС)А, напряженность которого находится в области существования ЦМД для данной пленки (между полем коллапса ЦМД и полем эллиптической неустойчивости) . Током в кольцевой аппли- кации 1 (фиг.1 и 2) периодически создают импульсы стирающего поля смещения Ни , направленного вдоль постоянного магнитного поля смещения Н cw. Амплитуду импульсов увеличивают до исчезновения остаточной доменной структуры. При этом пленка намагничивается до насыщения. Током в кольцевой- аппликации 2 периодически создают импульсы зарождающего поля смещения (Н и-2) , направленного противоположно постоянному полю смещения Нсм. Амплитуду импульсов Ни увеличивают до периодически возникающего одиночного ЩЦ с диаметром d в цент- ре аппликации 2. Током в кольцевой аппликации 3 периодически создают импульсы расширяющего поля смешения Нц , направленного противоположно постоянному полю смещения Н слч. Вели- чина расширяющего поля Ни составляет порядка 0,5 от величины постоянного поля смещения Нсм. Длительность импульса Ј3 генератора 11 изменяют до тех пор, пока радиус види- мого в окуляр микроскопа 8 пятна не достигнет выбранной отметки окуляра, соответствующей фиксированному радиусу R. Фиксируют величину длительности С) Скорость насыщения Vfl определяют по формуле

R - v

«-з

- радиус пятна;

где R

з - длительность расширяющего

импульса;

d - начальный диаметр ЦМД перед расширением.

Длительность импульсов Г, , „ генераторов 9 и 10 выбирают в диапазон 1-10 мкс. Радиус пятна берут равным 50-100 мкм. Задержку импульсов генераторов 10 и 11 относительно импульса генератора 10 берут равным t и 2t соответственно, причем t выбирают в диапазоне 20-50 мкс. Временная диаграмма последовательности импульсов генераторов 9-11 представлена на фиг.З. Период Т повторения указанной последовательности выбирается в пределах 1 .-20 мс. Способ допускает автоматизацию измерения скорости насыщения путем фотометрирования участка пленки, занимаемого пятном, и фиксации соответствующей длительности С третьего импульса.

Сопоставительный анализ с известным устройством позволяет сделать вывод, что к предлагаемому устройству не предъявляются повышенные требования по точности измерения линейных размеров, так как размеры объекта, подлежащего измерению, соответствуют 100-200 мкм, что при точности измерения порядка 1 мкм дает ошибку менее 1%. Кроме того, длительности импульсов, применяемых в предлагаемом устройстве, имеют величину более 1 мкс, поэтому достаточная прямо- угольность этих импульсов может быть достигнута при пониженных требованиях и длительности фронта и спада этого импульса в сравнении с известным устройством, что требует применения менее дорогого и сложного импульсного генератора.

Формула изобретения

сти одноосной пленки, и наблюдении доменной структуры пленки в поляри- зованном свете, отличающи й-1 с я тем,.что, с целью упрощения спо- соба измерения скорости насыщения доменных границ и упрощения устройства для измерения скорости насыщения доменных границ, на пленку воздействуют периодически повторяющейся с час то той 50-1000 Гц последовательностью трёх синхронизированных импульсных -магнитных полей смещения, из которых первое импульсное магнитное поле смещения направлено вдоль постоянного магнитного поля смещения, а второе и третье - против постоянного магнитного поля смещения, увеличивают амплитуду первого импульсного магнитного поля до исчезновения в пленке доменной структуры, увеличивают амплитуду второго импульсного магнитного поля смещения до образования в пленке одиночного цилиндрического магнитного домена, измеряют диаметр одиночного цилиндрического магнитного домена d, увеличивают амплитуду третьего им- пуйьсного магнитного поля смещения до величины, равной половине постоян- магнитного поля смещения, причем напряженность третьего импульсного магнитного поля смещения устанавливают в диапазоне, обеспечивающем ус

тойчивость цилиндрического магнитного домена, изменяют время воздействия третьего импульсного магнитного поля на выбранный участок одноосной пленки до получения кругового пятна заданного радиуса R, фиксируют длительность С, третьего импульсного магнитного поля смещения, а скорость насыщения доменных границ определяют по формуле

-i

V -

Јэ

Ъ Ъ

Фиг.з